HashMap数据结构

news2024/12/24 0:15:39

HashMap概述
HashMap是基于哈希表的Map接口实现的,它存储的是内容是键值对<key,value>映射。此类不保证映 射的顺序,假定哈希函数将元素适当的分布在各桶之间,可为基本操作(get和put)提供稳定的性能。

HashMap在JDK1.8以前数据结构和存储原理
【链表散列】
首先我们要知道什么是链表散列?通过数组和链表结合在一起使用,就叫做链表散列。这其实就是
hashmap存储的原理图。

【HashMap的数据结构和存储原理】
HashMap的数据结构就是用的链表散列。那HashMap底层是怎么样使用这个数据结构进行数据存取的呢?分成两个部分:
第一步:HashMap内部有一个entry的内部类,其中有四个属性,我们要存储一个值,则需要一个key 和一个value,存到map中就会先将key和value保存在这个Entry类创建的对象中。

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { 
final K key;	//就是我们说的map的key
V value;	//value值,这两个都不陌生
Entry<K,V> next;//指向下一个entry对象int hash;//通过key算过来的你hashcode值。
}

Entry的物理模型图:

第二步:构造好了entry对象,然后将该对象放入数组中,如何存放就是这hashMap的精华所在了。
大概的一个存放过程是:通过entry对象中的hash值来确定将该对象存放在数组中的哪个位置上,如果在这个位置上还有其他元素,则通过链表来存储这个元素。

【Hash存放元素的过程】
通过key、value封装成一个entry对象,然后通过key的值来计算该entry的hash值,通过entry的hash 值和数组的长度length来计算出entry放在数组中的哪个位置上面,
每次存放都是将entry放在第一个位置。在这个过程中,就是通过hash值来确定将该对象存放在数组中的哪个位置上。

JDK1.8后HashMap的数据结构

上图很形象的展示了HashMap的数据结构(数组+链表+红黑树),桶中的结构可能是链表,也可能是红黑树,红黑树的引入是为了提高效率。

HashMap的属性
HashMap的实例有两个参数影响其性能。

初始容量:哈希表中桶的数量

加载因子:哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满,的一种尺度,当哈希表中条目数超出了当前容量加载因子(其实就是HashMap的实际容量)时,则对该哈希表进行rehash操作,将哈希表扩充至两倍的桶数。
Java中默认初始容量为16,加载因子为0.75。

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 14; // aka 16
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

【loadFactor加载因子】
定义:loadFactor译为装载因子。装载因子用来衡量HashMap满的程度。loadFactor的默认值为
0.75f。计算HashMap的实时装载因子的方法为:size/capacity,而不是占用桶的数量去除以capacity。
loadFactor加载因子是控制数组存放数据的疏密程度,loadFactor越趋近于1,那么数组中存放的数据(entry)也就越多,也就越密,也就是会让链表的长度增加,loadFactor越小,也就是趋近于0,那么数组 中存放的数据也就越稀,也就是可能数组中每个位置上就放一个元素。那有人说,就把loadFactor变为1 最好吗,存的数据很多,但是这样会有一个问题,就是我们在通过key拿到我们的value时,是先通过key 的hashcode值,找到对应数组中的位置,如果该位置中有很多元素,则需要通过equals来依次比较链表

中的元素,拿到我们的value值,这样花费的性能就很高,如果能让数组上的每个位置尽量只有一个元素最好,我们就能直接得到value值了,所以有人又会说,那把loadFactor变得很小不就好了,但是如果变 得太小,在数组中的位置就会太稀,也就是分散的太开,浪费很多空间,这样也不好,所以在hashMap 中loadFactor的初始值就是0.75,一般情况下不需要更改它。

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

【桶】
根据前面画的HashMap存储的数据结构图,你这样想,数组中每一个位置上都放有一个桶,每个桶里就是装一个链表,链表中可以有很多个元素(entry),这就是桶的意思。也就相当于把元素都放在桶中。
【capacity】
capacity译为容量代表的数组的容量,也就是数组的长度,同时也是HashMap中桶的个数。默认值是 16。
一般第一次扩容时会扩容到64,之后好像是2倍。总之,容量都是2的幂。

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 14; // aka 16

【size的含义】
size就是在该HashMap的实例中实际存储的元素的个数
【threshold的作用】

int threshold;

threshold = capacity * loadFactor,当Size>=threshold的时候,那么就要考虑对数组的扩增了,也就是说,这个的意思就是衡量数组是否需要扩增的一个标准。
注意这里说的是考虑,因为实际上要扩增数组,除了这个size>=threshold条件外,还需要另外一个条 件。
什么时候会扩增数组的大小?在put一个元素时先size>=threshold并且还要在对应数组位置上有元素, 这才能扩增数组。
我们通过一张HashMap的数据结构图来分析:

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/372087.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

网络流与图(三)

经过两篇文章的篇幅&#xff0c;我们介绍了最小费用网络流模型以及解决的算法。今天我们介绍网络流模型的现实应用案例&#xff0c;并针对一些特殊的情景提出更高效的解决算法。传送门&#xff1a;网络流与图&#xff08;一&#xff09;网络流与图&#xff08;二&#xff09;1运…

多模态预训练模型综述

经典预训练模型还未完成后续补上预训练模型在NLP和CV上取得巨大成功&#xff0c;学术届借鉴预训练模型>下游任务finetune>prompt训练>人机指令alignment这套模式&#xff0c;利用多模态数据集训练一个大的多模态预训练模型&#xff08;跨模态信息表示&#xff09;来解…

【数据结构】栈的接口实现(附图解和源码)

栈的接口实现&#xff08;附图解和源码&#xff09; 文章目录栈的接口实现&#xff08;附图解和源码&#xff09;前言一、定义结构体二、接口实现&#xff08;附图解源码&#xff09;1.初始化栈2.销毁栈3.入栈4.判断栈是否为空5.出栈6.获取栈顶元素7.获取栈中元素个数三、源代码…

【华为OD机试模拟题】用 C++ 实现 - 字符匹配(2023.Q1)

最近更新的博客 【华为OD机试模拟题】用 C++ 实现 - 获得完美走位(2023.Q1) 文章目录 最近更新的博客使用说明字符匹配题目输入输出示例一输入输出说明示例二输入输出说明Code使用说明 参加华为od机试,一定要注意不要完全背诵代码,需要理解之后模仿写出,通过率才会高。…

C++10:非类型模板参数以及模板的特化

目录 非类型模板参数 模板的特化 模板类的特化 1.全特化 2.偏特化 模板其实还有其他的玩法&#xff0c;比如非类型模板参数以及模板的特化。 非类型模板参数 在记述非类型模板参数前&#xff0c;我们认识一下C中一个比较鸡肋的类&#xff0c;array #include<iostream&g…

Kotlin1.8新特性

Kotlin1.8.0新特性 新特性概述 JVM 的新实验性功能&#xff1a;递归复制或删除目录内容提升了 kotlin-reflect 性能新的 -Xdebug 编译器选项&#xff0c;提供更出色的调试体验kotlin-stdlib-jdk7 与 kotlin-stdlib-jdk8 合并为 kotlin-stdlib提升了 Objective-C/Swift 互操作…

MATLAB绘制泰勒图(Taylor diagram)

泰勒图&#xff08;Taylor diagram&#xff09; 泰勒图是Karl E. Taylor于2001年首先提出&#xff0c;主要用来比较几个气象模式模拟的能力&#xff0c;因此该表示方法在气象领域使用最多&#xff0c;但是在其他自然科学领域也有一定的应用。 泰勒图常用于评价模型的精度&…

使用命令别名一键启动arthas

1. 使用命令别名启动arthas 确保单板上有jdk和arthas jdk目录&#xff1a;/home/xinliushijian/arthas/jdk arthas目录&#xff1b;/home/xinliushijian/arthas su xinliushijian编写脚本messi.sh cd /home/xinliushijian/arthas vi messi.sh 内容如下&#xff1a; #!/bin/ba…

「兔了个兔」玉兔踏青,纯CSS实现瑞兔日历(附源码)

&#x1f482;作者简介&#xff1a; THUNDER王&#xff0c;一名热爱财税和SAP ABAP编程以及热爱分享的博主。目前于江西师范大学会计学专业大二本科在读&#xff0c;同时任汉硕云&#xff08;广东&#xff09;科技有限公司ABAP开发顾问。在学习工作中&#xff0c;我通常使用偏后…

Hive中数据库和表的操作(HSQL)

数仓管理工具Hive可以将HDFS文件中的结构化数据映射成表&#xff0c; 利用HSQL对表进行分析&#xff0c;HSQL的底层运行机制&#xff0c;默认是MapReduce计算&#xff0c;也可以替换成Spark、Tez、Flink 计算结果存储在HDFS&#xff0c;像Hive中的库、表、字段、表所属库、表的…

Zebec社区上线ZIP-2(地平线升级行动)提案

此前&#xff0c;Zebec社区在上线了投票治理系统Zebec Node后&#xff0c;曾上线了首个提案ZIP-1&#xff0c;对Nautilus Chain的推出进行了投票&#xff0c;作为Zebec Chain上线前的“先行链”&#xff0c;该链得到了社区用户的欢迎&#xff0c;投通过票的比例高达98.3%。而Na…

[Java代码审计]—命令执行失效问题

前言 关于Java的命令执行其实一直都没有单独学习过&#xff0c;正好昨天师傅问了一个问题&#xff1a;命令执行时字符串和字符串数组用哪个更好一些。当时被问得有点懵难道不都一样么&#xff1f;其实不然&#xff0c;借此重新了解下RCE以及失效问题。 单例模式 常规命令执行…

基于STM32 电机库(5.4.4)的单电阻采样调试总结

目录 硬件调整 软件调整 下载运行 参数优化 总结 硬件调整 实验用的开发板和电机如下&#xff0c;在调单一电阻之前已经在三电阻的环境下把启动运行的参数已经调好了&#xff0c;这里不多说。调好后需要把硬件改成单电阻采样。 如下原理图&#xff1a; 只需要把R75,76两…

每个人都应该知道的5个NLP代码库

在本文中&#xff0c;将详细介绍目前常用的Python NLP库。内容译自网络。这些软件包可处理多种NLP任务&#xff0c;例如词性&#xff08;POS&#xff09;标注&#xff0c;依存分析&#xff0c;文档分类&#xff0c;主题建模等等。NLP库的基本目标是简化文本预处理。目前有许多工…

【6】linux命令每日分享——rm删除目录和文件

大家好&#xff0c;这里是sdust-vrlab&#xff0c;Linux是一种免费使用和自由传播的类UNIX操作系统&#xff0c;Linux的基本思想有两点&#xff1a;一切都是文件&#xff1b;每个文件都有确定的用途&#xff1b;linux涉及到IT行业的方方面面&#xff0c;在我们日常的学习中&…

loki 日志管理的安装部署使用

loki介绍 Loki是 Grafana Labs 团队最新的开源项目&#xff0c;是一个水平可扩展&#xff0c;高可用性&#xff0c;多租户的日志聚合系统。它的设计非常经济高效且易于操作&#xff0c;因为它不会为日志内容编制索引&#xff0c;而是为每个日志流编制一组标签。 不对日志进行…

python学习之手把手教你将图片变成黑白或彩色字符画(骚操作)

文章目录前言一、字符画的实现原理二、黑白字符画实现代码三、彩色字符画生成代码实现&#xff1a;总结前言 字符画这个话题&#xff0c;似乎早在贴吧时代就已经被玩烂了。在百度图片随便一搜索&#xff0c;就能够看到非常多。然后在这个时代&#xff0c;会编程的人越来越多&a…

Transformer输出张量的值全部相同?!

【bug】Transformer输出张量的值全部相同&#xff1f;&#xff01;现象原因解决现象 输入经过TransformerEncoderLayer之后&#xff0c;基本所有输出都相同了。 核心代码如下&#xff0c; from torch.nn import TransformerEncoderLayer self.trans TransformerEncoderLayer…

日记本-课后程序(JAVA基础案例教程-黑马程序员编著-第七章-课后作业)

【实验7-3】 日记本 【任务介绍】 1.任务描述 编写一个日记本功能的程序&#xff0c;使用字节流经日记的具体信息记录在本地的txt文件中。当用户输入日记的特定内容后&#xff0c;会将输入的内容保存至本地的txt文件中。需要输入的内容包括“姓名”&#xff0c;“天气”、“…

OpenFeign详解

OpenFeign是什么&#xff1f; OpenFeign&#xff1a; OpenFeign是Spring Cloud 在Feign的基础上支持了SpringMVC的注解&#xff0c;如RequesMapping等等。OpenFeign的FeignClient可以解析SpringMVC的RequestMapping注解下的接口&#xff0c;并通过动态代理的方式产生实现类&am…